水力学教程1013-第四章-年径流量及洪枯径流

第四章

年径流及洪枯径流4.4设计年径流量的年内分配有实测资料时径流年内分配计算

径流年内分配的表示方式：流量（或水位）过程线

流量（或水位）过程线反映一年内流量（或水位）随时间的变化过程流量（或水位）历时曲线

流量（或水位）历时曲线是将年内逐日平均流量（或水位）按递减次序排列，以逐日平均流量（或水位）为纵坐标，以百分数（累计频率）为横坐标，在点群中央绘一条光滑的曲线，即流量（或水位）历时曲线有实测资料时径流年内分配计算

设计代表年法

推求设计年径流量的年内分配，是从实测资料中选取某一年的径流年内分配作为模型，设计年径流量年内分配即按此模型计算，称为代表年法水力发电工程一般选丰水、平水和枯水三个代表年；对城镇给水工程和农业灌溉工程只选枯水年作为代表年有实测资料时径流年内分配计算

选取典型枯水年的条件（1）年径流量与设计年径流量相近

因为当年径流量相似时，径流的形成条件可能相差不太大，年内分配也接近（2）工程造价过高（偏安全）

因为与设计径流量相近的年份可能不止一个，为安全起见，应在其中选取枯水期（流量小于年平均流量的一半的连续时期）最长、枯水流量最小的年份作为典型枯水年有实测资料时径流年内分配计算

缺水期虚线-需水过程线；

实线-来水过程线

有实测资料时径流年内分配计算

计算调节容积

有实测资料时径流年内分配计算

【例】根据某测站1951年11月-1981年10月连续30年的年径流资料组成的系列进行频率分析，再根据设计频率标准P=95%时的设计年径流量Q95%=8.21m3/s，试按同倍比缩放法确定设计年径流量Q95%的年内分配并绘制其年内月径流量历时曲线有实测资料时径流年内分配计算

【解】(1)根据选择典型枯水年的原则，在实测资料中选出与设计年径流量Q95%相近的序号为9的1959.11-1960.10、序号为19的1969.11-1970.10和序号为23的1973.11-1974.10这3年作为代表年选择对象，它们的年平均流量分别为8.80m3/s、7.73m3/s和8.85m3/s某站实测历年逐月平均流量摘录表年份序号月份111212345678910…………………………………1959-196093.891.912.21.956.277.6321.812.7213.715.79.018.828.80…………………………………1969-1970196.042.152.33.025.43189.872.723.916.422.810.127.73…………………………………1973-1974233.982.172.94.354.8912.116.911.321.47.456.112.78.85…………………………………(2)由上表可见：序号为9的1959-1960年的枯水期(月平均流量<年平均流量的一半)是1959.11-1960.2共4个月；序号为19的1919-1970的枯水期是1969.12-1970.3共3个月；序号为23的1973-1974年的枯水期是1973.11-1974.2共4个月

比较来看，1959-1960年的枯水期最长、枯水流量最小，故不需要作年来水过程线与用水过程线比较调节容积，因此可选1959-1960年作为典型枯水年有实测资料时径流年内分配计算

设计枯水年径流年内分配（同倍比法）计算月份111212345678910Qidm3/s3.891.912.21.956.277.6321.812.7213.715.79.018.82Qim3/s3.631.782.051.825.857.1220.3411.8712.7814.658.418.23

有实测资料时径流年内分配计算

(5)必要时，再按拟采用的其他典型年实测年内分配径流量求出设计年径流量的年内分配的不同方案，然后分别进行调节容积计算，求得两种以上设计年径流量的年内分配条件下的工程规模（如调节库容），并选取其中的较大者作为设计成果，以求安全设计年径流量的月流量历时曲线计算表序号123456789101112月份587691043111212Qim3/s20.3414.6512.7811.878.418.237.125.853.632.051.821.78m123456789101112Pi%8.3316.6725.0033.3341.6750.0058.3366.6775.0083.3391.67100.00有实测资料时径流年内分配计算

(6)绘制设计年径流量Q95%的年内月径流量历时曲线流量历时曲线图有实测资料时径流年内分配计算

有实测资料时径流年内分配计算

某站实测历年逐月平均流量摘录表年份序号月份111212345678910…………………………………1959-196093.891.912.21.956.277.6321.812.7213.715.79.018.828.803.98…………………………………1969-1970196.042.152.33.025.43189.872.723.916.422.810.127.733.79…………………………………1973-1974233.982.172.94.354.8912.116.911.321.47.456.112.78.853.66…………………………………【例】资料同4.2，取设计频率标准P=95%，试按同频率缩放法确定设计年径流量Q95%的年内分配

有实测资料时径流年内分配计算

【解】设计年径流量Q95%=8.21m3/s【例】资料同4.2，取设计频率标准P=95%，试按同频率缩放法确定设计年径流量Q95%的年内分配

有实测资料时径流年内分配计算

【解】(4)由K1、K2即可求得设计年径流量Q95%的供水期及年内其他月份的月径流量

设计枯水年径流年内分配（同频法）计算表月份111212345678910Qidm3/s3.891.912.21.956.277.6321.812.7213.715.79.018.82K0.930.930.930.930.930.930.9340.9340.9340.9340.9340.934Qim3/s3.621.782.051.815.837.1020.3611.8812.8014.668.428.24Qim3/s3.631.782.051.825.857.1220.3411.8712.7814.658.418.23有实测资料时径流年内分配计算

有实测资料时径流年内分配计算

流量历时曲线图资料不足时设计年径流量的年内分配计算通过相关分析插补和展延设计站的资料，使其达到20年以上按有实测资料时年径流量年内分配的方法进行计算等值线图法

各省（自治区、直辖市）水文手册都已按气候及地理条件作了分区，并给出了各分区丰水、平水、枯水典型年的分配过程，可供查用缺乏实测资料时

设计年径流量的年内分配计算缺乏实测资料时

设计年径流量的年内分配计算【例】某取水口所在地为平原地区较小流域，该地区既不属于湖泊度较大，也不属于干旱地区，该取水口处只有9年的观测资料，求取水口处的设计年径流量及其年内分配

(2)确定设计断面处的离势系数CV缺乏实测资料时

设计年径流量的年内分配计算在水文手册中找到本地区的CV等值线图。在图4.6(b)中勾绘出流域分水线。作辅助线3把流域分成两等份，再作辅助线4把流域分成另外两等分，两线的交点坐标B处的CV为0.27，因CV等值线图是按中等流域绘制的，而设计站所处地为小流域，故应适当增大CV↑。现取CV为0.28

缺乏实测资料时

设计年径流量的年内分配计算月份345678910111212代表年年内分配比%13.310.513.213.736.67.35.92.13.51.71.2x月设

mm7.7425.5381.22102.10105.97283.1156.4745.6416.2427.0713.159.28

缺乏实测资料时

设计年径流量的年内分配计算【例】欲在某地兴建一水库，其控制面积为13.4km2，坝址处无实测径流资料，流域年降水量之和为1010.0mm。求设计流域1985年3月-1986年2月（枯水年）的年径流量之和与月径流量【解】选择参证流域

距水库最近的某水文站具有20年连续的实测资料，且气候条件相似，流域面积为40.6km2，流域植被、土壤等因素也相似，故流域调蓄性能相似，年内分配可以认为是相似的，所以选该水文站以上流域为参证流域。参证流域1985.3-1986.2枯水代表年月平均降雨量及径流资料见表缺乏实测资料时

设计年径流量的年内分配计算设计流域1985-1986年枯水年的年径流量之和与月经流量计算表年份月份参证流域设计流域流域平均降雨量mm径流深mm雨量修正法mm年降雨量和年径流量相关图法mm（1）（2）（3）（4）（5）（6）19853121.281.462.656.94113.555.842.939.05158.89976.269.26108.852.940.737.07133.996.574.267.48244.312797.788.79111.343.533.530.410107.39.87.56.811104.813.910.79.71214.15.13.93.61986153.315.311.810.7241.68.16.25.7∑1312.9608.3468.0425.0

缺乏实测资料时

设计年径流量的年内分配计算设计流域1985-1986年枯水年的年径流量之和与月经流量计算表年份月份参证流域设计流域流域平均降雨量mm径流深mm雨量修正法mm年降雨量和年径流量相关图法mm（1）（2）（3）（4）（5）（6）19853121.281.462.656.94113.555.842.939.05158.89976.269.26108.852.940.737.07133.996.574.267.48244.312797.788.79111.343.533.530.410107.39.87.56.811104.813.910.79.71214.15.13.93.61986153.315.311.810.7241.68.16.25.7∑1312.9608.3468.0425.0采用移置参证流域年降雨径流相关图法，求设计流域年径流量x0.下图为参证站流域连续40年的年降雨量和年径流量相关图，将此图移置设计流域缺乏实测资料时

设计年径流量的年内分配计算425设计流域1985-1986年枯水年的年径流量之和与月经流量计算表年份月份参证流域设计流域流域平均降雨量mm径流深mm雨量修正法mm年降雨量和年径流量相关图法mm（1）（2）（3）（4）（5）（6）19853121.281.462.656.94113.555.842.939.05158.89976.269.26108.852.940.737.07133.996.574.267.48244.312797.788.79111.343.533.530.410107.39.87.56.811104.813.910.79.71214.15.13.93.61986153.315.311.810.7241.68.16.25.7∑1312.9608.3468.0425.0

日流量(或水位)历时曲线的绘制和应用

日流量（或水位）历时曲线表示年内不小于QP（或ZP）的流量（或